DE102009019581A1

DE102009019581A1 - Hebelaktor

Info

Publication number: DE102009019581A1
Application number: DE102009019581A
Authority: DE
Inventors: Markus Kneissler
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2029-05-01
Also published as: KR20090121223A; KR101600084B1; DE102009019581B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hebelaktor für eine Reibungskupplung mit einem entgegen der Wirkung eines Energiespeichers an einem von einer Rolleneinheit bereitgestellten Hebelpunkt verkippbaren Hebel, wobei die Rolleneinheit sich auf einer Grundplatte abstützt, von einem Spindelantrieb längs des Hebels verlagert wird und der Hebelpunkt mittels eines am Hebel vorgesehenen Längsprofils die Hebelspitzen des Hebels in eine Betätigungsrichtung der Reibungskupplung verlagert. Um ein Verzwängen der Rolleneinheit gegenüber der Grundplatte zu verhindern, ist die Spindel des Spindelantriebs gegenüber der Grundplatte begrenzt gegenüber dieser verschwenkbar.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hebelaktor zur Betätigung einer Reibungskupplung.
Ein gattungsgemäßer Hebelaktor ist in der DE 10 2007 027 175 A1 offenbart. Zur Betätigung der Reibungskupplung wird eine Axialbewegung von Hebelspitzen eines Hebels herbeigeführt, indem der Hebel einseitig mittels zumindest eines Energiespeichers beaufschlagt wird und zwischen den Energiespeichern und den Hebelspitzen eine Rolleneinheit, die sich einerseits an einer Grundplatte abstützt und andererseits einen Hebelpunkt für den Hebel bildet, längs des Hebels von einem Antrieb mittels einer Spindel verlagert wird. Die Spindel ist dabei axial an der Grundplatte zentriert, gleichzeitig werden axial in Richtung des Antriebs wirksame Spindelkräfte abgestützt.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterentwicklung derartiger Hebelaktoren insbesondere bezüglich ihrer Funktionsfähigkeit und Dauerfestigkeit.
Die Erfindung wird durch einen Hebelaktor, insbesondere zur Betätigung einer Reibungskupplung, mit einem eine veränderliche Betätigungskraft zur Betätigung der Reibungskupplung ausübenden Hebel, der mittels eines Energiespeichers beaufschlagbar ist, gelöst, wobei ein Hebeldrehpunkt des Hebels mittels einer von einem Antrieb verdrehten Spindel längs des Hebels verlagerbaren Rolleneinheit gebildet wird, sich diese entgegen der Wirkung des Energiespeichers an einer Grundplatte abstützt und die Spindel gegenüber der Grundplatte begrenzt verschwenkbar angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird eine Verzwängung der Spindel gegenüber der Grundplatte vermieden. Durch eine verschwenkbare Anordnung kann gegenüber der starren, lediglich verdrehbar gegenüber dieser vorgesehenen Anordnung der Spindel an der Grundplatte, die auch eine Wandung des Getriebes sein kann, eine Überbestimmung der mechanischen Auslegung und somit hohe Lagerbelastungen des Lagers zwischen Grundplatte und Spindel sowie Belastungen der Spindel vermieden werden. Weiterhin kann ein beispielsweise durch Bauteil- und Fertigungstoleranzen bedingtes Abheben der Rolleneinheit von der Grundplatte, ein unrunder Lauf der Spindel und dergleichen verhindert werden. Dies führt insgesamt zu einer besseren Qualität des Hebeleinrückers, insbesondere zu einer höheren Funktionsfähigkeit und Dauerfestigkeit.
Die Verschwenkung der Spindel kann dabei um eine Ebene einer axialen Abstützung der Spindel an der Grundplatte erfolgen. Infolge der Spindelkräfte, die durch Rückstellkräfte der Reibungskupplung, Kupplungskräfte und dergleichen bedingt sind, ist eine derartige Abstützung an der Grundplatte des Hebelaktors erforderlich. Unter Grundplatte ist sinngemäß eine Einrichtung zu verstehen, an der die Hebelaktorbestandteile, wie beispielsweise der Energiespeicher zur Beaufschlagung des Hebels, der Hebel selbst und die Rolleneinheit eine gehäusefeste Aufnahme zur Bildung einer Baueinheit finden. Alternativ kann beispielsweise eine Getriebewandung als Grundplatte dienen, an dem die besagten Teile des Hebelaktors aufgenommen werden, wenn keine separate Baueinheit gefordert ist.
Dabei ist die axiale Abstützung in vorteilhafter Weise ein Axiallager, das eine wälzgelagerte und begrenzt verschwenkbare, jedoch axial feste Abstützung der Spindel an der Grundplatte erlaubt. Hierzu kann das Axiallager spielbehaftet in der Grundplatte aufgenommen sein. Beispielsweise kann der Lagerring des Axiallagers elastisch an einem oder mehreren über den Umfang verteilten, beispielsweise zwei oder drei, Lagerpunkten an der Grundplatte aufgenommen sein, die eine begrenzte Verschwenkung des Lagerrings erlauben. Dabei kann das Axiallager exzentrisch zu einer in Richtung Antrieb wirkenden Spindelkraft vorgespannt sein.
Die Spindel kann insbesondere am Axiallager so mit der Grundplatte verspannt sein, dass die Rolleneinheit mittels der Spindel gegenüber der Grundplatte vorgespannt ist. Eine Vorspannung ist dabei in vorteilhafter Weise so eingestellt, dass einem Abheben der Rolleneinheit, insbesondere vor der Montage, des Hebelaktors vorgebeugt wird. Im Falle einer Aufhängung des Axiallagers mittels eines einzigen Lagerpunktes kann dieser, bezogen auf die Drehachse der Spindel, diametral entgegengesetzt zur Auflage der Rolleneinheit angeordnet sein. Eine axiale Vorspannkraft kann dabei, bezogen auf eine Drehachse der Spindel, einen radial entgegengesetzten Einleitungspunkt gegenüber einem Krafteinleitungspunkt der Rolleneinheit in die Grundplatte aufweisen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit zugehörigen 1 bis 5 näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Hebelaktors,
2 eine gegenüber 1 vereinfachte Darstellung eines Hebelaktors im Schnitt,
3 eine Skizze eines Hebelaktors mit Spindellagerung im Schnitt,
4 eine Skizze einer Axiallagerung einer Spindel,
5 ein Lagerbügel einer Axiallagerung einer Spindel.
1 zeigt einen Hebelaktor 1 zur Betätigung einer Betätigungseinrichtung 2 für eine Reibungskupplung 3. Von der Reibungskupplung 3 sind hier nur die zum Verständnis der Wirkungsweise notwendigen Teile dargestellt. Die Reibungskupplung 3 umfasst eine Kupplungsscheibe 5, die mit einer hier nicht dargestellten Getriebeeingangswelle drehfest verbunden ist, sowie eine Druckplatte 6 und eine Gegendruckplatte 7, die drehfest mit einer Kurbelwelle einer hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden sind. Im eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung 3 werden die Druckplatte 6 und die Gegendruckplatte 7 mit der Kupplungsscheibe 5 verspannt, so dass eine reibschlüssige Verbindung zwischen diesen hergestellt ist und eine Drehmomentübertragung von der Kurbelwelle auf die Getriebeeingangswelle erfolgt. Im ausgekuppelten Zustand stehen Druckplatte 6 und Gegendruckplatte 7 nicht im Reibeingriff mit der Kupplungsscheibe 5.
Die Druckplatte 6 wird mittels einer Hebel- oder Tellerfeder 8, die sich am Kupplungsdeckel 9 abstützt, in Richtung der Gegendruckplatte 7 verlagert und damit mit Kupplungsscheibe 5 in Reibeingriff gebracht. Dabei werden zugedrückte und aufgedrückte Reibungskupplungen unterschieden, wobei eine zugedrückte Reibungskupplung 3 – wie gezeigt – entgegen der Wirkung der Tellerfeder 8 geschlossen wird und eine aufgedrückte Reibungskupplung entgegen der Wirkung der Tellerfeder geöffnet wird. Die Betätigung der Tellerfeder 8 erfolgt mittels eines Betätigungslagers 10, das je nach Ausführung der Reibungskupplung ein Ein- oder Ausrücklager sein kann, das durch den Hebelaktor 1 betätigt wird. Der Hebelaktor 1 umfasst einen Hebel 11, der an einer ersten Endseite A mit einem Lagerring des Betätigungslagers 10 verbunden und an einer zweiten Endseite C an einem gehäuseseitigen Lager 12 in radialer Richtung festgelegt und entgegen der Wirkung eines Energiespeichers 4 – hier in Form zweier Federn – am gehäuseseitigen Lager 12 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Hebel 11 stützt sich zwischen dem gehäuseseitigen Lager 12 und dem Betätigungslager 10 an einem verlagerbaren Drehpunkt 13 ab, der einen Auflagepunkt B bildet und gleichzeitig Drehpunkt sein kann, der beispielsweise in Form einer Rolleneinheit 14 ausgeführt sein kann. Die von dem Betätigungslager 10 und dem Energiespeicher 4 auf den Hebel 11 ausgeübte Kraft befindet sich gemäß der bekannten Hebelgesetze stets im Gleichgewicht, wobei die Hebellängen zum einen durch den Abstand des Betätigungslagers 10 zum Drehpunkt 13 und zum anderen durch den Abstand des gehäuseseitigen Lagers 12 zum Drehpunkt 13 und damit durch die Lage des Drehpunktes 13 bestimmt werden. Der Lagerinnenring des Betätigungslagers 10 umfasst zwei Aufnahmezapfen, die in entsprechende Klauen 26 des Hebels eingreifen. Der Hebel 11 ist im Bereich des Betätigungslagers 10 so ausgeschnitten, dass die Getriebeeingangswelle hindurchgeführt werden kann und bei Verwendung zweier Hebelaktoren für eine Doppelkupplung diese um die Getriebeeingangswelle versetzt zueinander angeordnet werden können.
Die Rolleneinheit 14 umfasst eine oder mehrere Rollen 15, die als axiale Abstützung an der Grundplatte 16 dienen und mittels derer die Rolleneinheit 14 auf der Grundplatte bei einer Verlagerung längs des Hebels 11 abrollt. Weiterhin sind eine oder mehrere von den Rollen 15 unabhängige Rollen 17 vorgesehen, mittels derer sich der Hebel gegenüber der Rolleneinheit 14 abstützt. Die Rollen 15, 17 sind an einem zur Rolleneinheit 14 gehörigen Rollenträger 24 aufgenommen, der mit der Spindel 18, die eine Gewinde- oder Kugelumlaufspindel sein kann, ein Axialgewinde zur Wandlung des Drehantriebs der Spindel 18 durch einen Antrieb, wie Elektromotor, in eine Längsbewegung der Rolleneinheit 14 bildet.
2 zeigt gegenüber der 1 den Hebelausrücker 1 in vereinfachter und liegender Darstellung. Um an der Endseite A des Hebels 11 einen Kupplungsweg W bereitstellen zu können, muss an der Endseite A eine der Kupplungsbetätigungskraft P entsprechende Kraft erzeugt werden. Zu diesem Zweck wird die Endseite B des Hebels 11 gehäuseseitig durch den Energiespeicher 4 vorgespannt und der Hebel 11 einer Hebelpunktverlagerung unterworfen. Diese erfolgt durch die Rolleneinheit 14, die mittels des Elektromotors 19 und der von diesem angetriebenen Spindel 18 radial, das heißt, längs des Hebels 11 verlagert wird. Dabei stützt sich die Rolleneinheit 14 mittels Rollen 15, 17 (siehe 1) einerseits an der Grundplatte 16 und andererseits an dem auf die Kupplungsbetätigungskraft P der Reibungskupplung abgestimmten Profil 27 des Hebels 11 ab. Um die in Richtung Elektromotor 19 wirksamen Spindelkräfte S abzufangen, ist die Spindel 18 mittels eines gehäuseseitigen Axiallagers 20 abgestützt. Das Axiallager 20 kann dabei an der Grundplatte 16, beispielsweise an einem winkelig vorgesehenen Flansch 21 (siehe 3) oder an einem anderen gehäusefesten Bauteil angeordnet sein.
Infolge von Toleranzen, beispielsweise Bauteil- oder Fertigungstoleranzen, kann zwischen der Führung der Spindel 18 an der Grundplatte 16, beispielsweise wegen eines Versatzes des Rotors des Elektromotors 19 gegenüber der Drehachse der Spindel 18, Bauteiltoleranzen zwischen den Rollen 15, 17 und der Grundplatte 16 und dergleichen eine Verzwängung der Spindel 18 auftreten, die zur Erhöhung der Reibung des Hebelaktors 1, zu Verschleiß und Funktionsstörungen führen kann. Es ist daher vorgesehen, die Spindel 18 gegenüber der Grundplatte 16 zumindest geringfügig verschwenkbar anzuordnen, um eine mögliche Verzwängung zu verhindern. Hierzu kann das Axiallager 20 verschwenkbar in der Grundplatte 16 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Lagerung des Außenrings des Axiallagers 20 elastisch sein, so dass eine geringe Verschwenkung des Axiallagers 20 in den Aufnahmen der Grundplatte möglich ist. Eine elastische Lagerung ist dabei so bedämpft, dass kein Lagerschlag auftritt. In besonders vorteilhafter Weise kann das Axiallager 20 bezüglich des Verschwenkwinkels vorgespannt sein. Hierzu kann auf das Axiallager 20 eine Kraft ausgeübt werden, die exzentrisch zur Drehachse 22 der Spindel angeordnet ist. Hierzu wird die Spindelkraft S durch eine Kompensationskraft K neutralisiert, die exzentrisch zur Drehachse 22 der Spindel 18 angreift. Die Kompensationskraft K kann durch eine entsprechende Auslegung von Bauteilen, beispielsweise von Trägerbauteilen, für das Axiallager zur Anbringung an die Grundplatte erfolgen.
3 zeigt eine schematisch ausgearbeitete Variante eines Hebelaktors 1 mit der vom Elektromotor 19 angetriebenen und an der Grundplatte 16 mittels des Axiallagers 20 gelagerten Spindel 18. Das Axiallager 20 ist am Flansch 21 der Grundplatte 16 mittels eines Bügels 28 in der Weise aufgenommen, dass der gehäuseseitige Abstützpunkt oder Krafteinleitungspunkt 23 dem Kraftauflagepunkt 29 der Rolle 15, bezogen auf die Drehachse 22 der Spindel 18, diametral gegenüberliegend ist. Dadurch erfährt die Spindel 18 eine Vorspannung in Richtung Rolle 15. Die Aufnahme der Spindel 18 an der Grundplatte 16 ist jedoch nicht überbestimmt.
4 zeigt ein mögliches Funktionsprinzip des Hebelaktors 1 der 3. Der Hebelaktor 1 zeigt die mit dem Rotor des Elektromotors 19 verbundene Spindel 18, die die Rolleneinheit 14 mit den auf dem Hebel 11 und der Grundplatte 16 abrollenden Rollen 15, 17 antreibt. Das Axiallager 20 ist in dieser Darstellung mittels eines Innenrings 31 mit der Spindel 18 und mittels eines Außenrings 30 mit der Grundplatte 16 verbunden. Die Kompensationskraft K am Krafteinleitungspunkt 23 wirkt in einem Abstand d von der Drehachse 22 der Spindel, so dass das Axiallager 20 ein Drehmoment um den Aufnahmepunkt erfährt und die Rolle 15 mit Vorspannung auf der Grundplatte 16 anliegt.
5 zeigt einen vorteilhaften Bügel 28 zur Aufnahme des nicht dargestellten Axiallagers in der Grundplatte 16. Der Bügel 28 nimmt an einer Flachseite 32 das Axiallager 20 auf, beispielsweise dessen Außenring 30, und weist zwei Arme 33 auf, mittels derer der Bügel 28 um dessen Drehachse 34 verschwenkbar ist, die auf Höhe der Drehachse 22 der Spindel liegt. Der Bügel 28 im Abstand d zu den Drehachsen 22, 34 mit der Kompensationskraft K (4) beaufschlagt.

1: Hebelaktor
2: Betätigungsvorrichtung
3: Reibungskupplung
4: Energiespeicher
5: Kupplungsscheibe
6: Druckplatte
7: Gegendruckplatte
8: Tellerfeder
9: Kupplungsdeckel
10: Betätigungslager
11: Hebel
12: Lager
13: Drehpunkt
14: Rolleneinheit
15: Rolle
16: Grundplatte
17: Rolle
18: Spindel
19: Elektromotor
20: Axiallager
21: Flansch
22: Drehachse
23: Krafteinleitungspunkt
24: Rollenträger
26: Aufnahmeklaue
27: Profil
28: Bügel
29: Kraftauflagepunkt
30: Außenring
31: Innenring
32: Flachseite
33: Arm
34: Drehachse
A: Endseite
B: Auflagepunkt
C: Endseite
D: Abstand
K: Kompensationskraft
P: Kupplungsbetätigungskraft
S: Spindelkraft
W: Kupplungsweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102007027175 A1 [0002]

Claims

Hebelaktor (1), insbesondere zur Betätigung einer Reibungskupplung (2), mit einem eine veränderliche Betätigungskraft zur Betätigung der Reibungskupplung (2) ausübenden Hebel (11), der mittels eines Energiespeichers (4) beaufschlagbar ist, wobei ein Drehpunkt (13) des Hebels (11) mittels einer von einem Antrieb verdrehten Spindel (18) längs des Hebels (11) verlagerbaren Rolleneinheit (14) gebildet wird und sich diese entgegen der Wirkung des Energiespeichers (4) an einer Grundplatte (16) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (18) gegenüber der Grundplatte (16) begrenzt verschwenkbar angeordnet ist.
Hebelaktor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwenkung um eine Ebene einer axialen Abstützung der Spindel (18) an der Grundplatte (16) erfolgt.
Hebelaktor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Abstützung ein Axiallager (20) ist.
Hebelaktor (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (20) spielbehaftet an der Grundplatte (16) aufgenommen ist.
Hebelaktor (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (20) exzentrisch entgegen einer in Richtung Antrieb wirkenden Spindelkraft (S) vorgespannt ist.
Hebelaktor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolleneinheit (14) mittels der Spindel (18) gegenüber der Grundplatte (16) vorgespannt ist.
Hebelaktor (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Vorspannkraft bezogen auf eine Drehachse (22) der Spindel einen radial entgegengesetzten Krafteinleitungspunkt (23) gegenüber einem Kraftauflagepunkt (29) der Rolleneinheit (14) in die Grundplatte (16) aufweist.
Hebelaktor (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (20) auf einem Bügel (28) angebracht ist, der verschwenkbar in der Grundplatte (16) aufgenommen ist.
Hebelaktor (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (28) mit einem vorgegebenen Abstand (d) von seiner Drehachse (34) mit einer der Spindelkraft (S) entgegengesetzten Kompensationskraft (K) beaufschlagt wird.